18500

۱۸۵۰۰

بررسي عملكرد سيستم خرپاي پراكنده داراي جداساز لرزه اي در پايه

كارشناسي ارشد

زلزله

آبان ماه ۱۳۹۶

دكتر محسنعلي شايانفر

عمران

در اين پژوهش سيستم خرپاي متناوب مورد ارزيابي لرزه‌اي قرارگرفته و تأثير جداساز لرزه‌اي بر بهبود عملكرد آن بررسي شده است. براي اين هدف ابتدا 15 ساختمان داراي سيستم خرپاي پراكنده مبتني بر اصول و راهنماهاي طراحي اين سيستم سازه‌اي در نرم‌افزار، مدل‌سازي و به كمك آيين‌نامه‌هاي موجود به روش استاتيكي معادل تحليل و سپس طراحي شده است . در ادامه به صورت گام به گام با بهره‌گيري از روش‌هاي ارزيابي عملكردي سعي در بهينه‌سازي مدل از نظر ابعاد و مقاطع اعضا مي‌شود و در هر مرحله مدل‌هاي مردود از رده خارج و روش تحليل دقيق‌تري مورداستفاده قرار مي‌گيرد. به‌منظور مقايسه اثر طول پنل ويرنديل بر عملكرد سيستم و همچنين تصديق ضريب رفتار پيشنهاد شده براي اين سيستم در آيين‌نامه‌هاي طراحي، از تحليل استاتيكي غيرخطي بهره برده شده است. همچنين به كمك طيف ظرفيت مدل‌ها مورد ارزيابي عملكردي قرارگرفته‌اند. پس از آن در مدل‌هاي بهبوديافته با استفاده از روش تاريخچه زماني غيرخطي پاسخ سيستم به تحريك زمين مورد ارزيابي دقيق‌تر قرارگرفته و پس از آن سيستم جداساز LRB براي سه مدل سازه‌اي منتخب 4 ، 10 و 20 طبقه اجرا مي‌گردد. مدل‌هاي جداسازي شده با استفاده از تحليل‌هاي ديناميكي غيرخطي و ديناميكي غيرخطي افزايشي (IDA) با مدل‌هاي بدون جداساز مقايسه شده و پس از تحليل‌هاي آماري و رسم منحني‌هاي شكنندگي با استفاده از روش تحليلي FEMA P695 قابليت استفاده از اين سيستم در مناطق زلزله‌خيز مورد ارزيابي قرار گرفته است. بر اساس اين پژوهش هرچه طول پنل ويرنديل در سازه ۴ طبقه كمتر باشد عملكرد لرزه‌اي سازه بهتر خواهد بود درحالي‌كه طول پنل در سازه هاي ۱۰ و ۲۰ طبقه تأثير زيادي در بهبود عملكرد سيستم ندارد. اما به‌طوركلي با افزايش طول پنل ويرنديل و افزايش طبقات شكل‌پذيري سازه افزايش، اما اضافه مقاومت و ضريب رفتار سازه‌ها كاهش مي‌يابد. همچنين نتايج تحليل‌هاي ديناميكي غيرخطي روي سازه‌هاي مجهز به جداساز لرزه‌اي نشان مي‌دهد افزايش زمان تناوب ساختمان و كاهش برش پايه و تغيير مكان نسبي طبقات نسبت به حالت بدون جداساز باعث عملكرد مناسب اين سيستم در مناطق لرزه‌خيز مي‌شود. بنابراين با توجه به كاهش قابل ملاحظه مصالح مصرفي در طراحي سيستم خرپاي متناوب نسبت به ساير سيستم‌هاي سازه‌اي و همچنين فضاي باز معماري به دليل عدم وجود ستون‌هاي مياني در پلان سازه استفاده از اين سيستم نوين سازه‌اي را در مناطق لرزه‌خيز به همراه جداساز لرزه‌اي ازنظر اقتصادي توجيه مي‌كند.

1396/11/29

2/18/2018 12:00:00 AM

In this investigation the Seismic behavior of Staggered Truss structures was evaluated. For this purpose, 15 Models of Staggered truss structures, were varied by the number of stories (4-, 10-, 20-stories) and the length of Vierendeel Panel, were designed in a high seismic risk zone. Then, based on the nonlinear static analysis, the seismic parameters of the structures, such as the over-strength factor, the Ductility factor, and the modification factor, R, were determined. After that the models which have the better seismic performance were elected to evaluate with the base-Isolated state for each model. According to this study if the vertical and diagonal chords remain linear under the seismic loads, the over-strength factor, the ductility factor and the modification factor of the structures greatly increase. Also by increasing the demand/capacity ratios and decreasing the length of Vierendeel panels, the ductility of the structures increases. Nonlinear analysis was also shown that the seismic parameters of structures decrease and the weight of structural materials per unit area increase while the number of stories increase. Fragility analyses on Base-Isolated states compared to basic type of Staggered truss structures shows that the based isolated state by increasing the periods of structures and decreasing the story-shears and story-drifts of structures, the seismic performance will improves in high seismic risk zones.